Устройство для управления режимами стрельбы электроинициируемых зарядов

 

Использование: системы электронного управления стрельбой оружия, содержащего электроинициаторы. Сущность изобретения: устройство для управления режимами стрельбы электроиницируемых зарядов содержит источник питания 1, связанный электрическими цепями с электроинициаторами 2, переключатель 3, программированный формирователь импульсов 4, счетчик импульсов 5, кодопреобразователь 6, электронные ключи 7 и блок запуска 8. Блоки 4,5,6,7 функционально соединены последовательно. К блоку запуска 8 подсоединены источник питания 1 и переключатель 3. Выходы блока запуска 8 подсоединены к блокам 4,5,6,7 для подачи напряжения питания на электроинициаторы 2, для установки начального состояния блоков 4,5 и для записи кода числа пусков электроинициаторов 2. Программируемый формирователь импульсов 4 выполнен с регулируемой частотой следования импульсов и снабжен вторым переключателем 9 для установки числа импульсов в пачке. Кодопреобразователь 6 связан N электрическими цепями, где N - число электроинициаторов 2, с электронными ключами 7, которые выполнены с N+1 электрической цепью на выходе для подсоединения к контактам электроинициаторов 2 зарядов 10. Даны возможные конкретные выполнения кодопреобразователя 6. Возможно введение в схему блока защиты электронных ключей 7, схемы анализа для определения состояния электроинициаторов 2 и кодопреобразователя залпового огня. 10. з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к системам электронного управления стрельбой оружия содержащего электроинициируемые заряды.

Известно устройство для управления режимами стрельбы электроинициируемых зарядов, содержащее электрическую схему задействования электроинициаторов зарядов, включающую источник питания, связанный посредством многопозиционных переключателей с электроинициаторами [1] Это устройство обеспечивает селективность запуска электроинициаторов зарядов, но не позволяет осуществить программируемый запуск, т.е. очередями или залпом. Устройство не обладает высокой скорострельностью.

Наиболее близким техническим решением является устройство для управления режимами стрельбы электроинициируемых зарядов, содержащее электронную схему задействования электроинициаторов зарядов, включающую источник питания, связанный электрическими цепями с электроинициаторами, переключатель, генератор импульсов, счетчик импульсов, кодопреобразователь, электронные ключи и управляющее устройство [2] Устройство позволяет производить одиночные пуски или автоматический запуск электроинициируемых зарядов.

Недостатками данного устройства являются невозможность оперативного изменения последовательности и комбинаций пусков зарядов и режимов стрельбы.

Устройство не позволяет осуществить залповый, частично-залповый огонь или комбинационные пуски, имеет низкую скорострельность, не позволяет осуществить программирование заданного числа пусков в очереди, в том числе и с высокой скорострельностью.

Задача, решаемая настоящим изобретением, обеспечение многорежимности управления запуском электроинициируемых зарядов, за счет чего достигается многорежимность ведения огня в частности, возможность осуществления залпового огня, очередью с различной скорострельностью, очередью с частично-залповым пуском зарядов и различной скорострельностью, высокая скорострельность, кучность стрельбы.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения электронное формирование характеристик управления пуска электроинициируемых зарядов любой из 2^N возможных комбинаций инициирования N электроинициируемых зарядов и последовательности их пуска, электронный контроль числа пусков (в очереди, в серии очередей, в серии залпов и т.д.).

Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном устройстве для управления режимами стрельбы электроинициируемых зарядов, содержащем электронную схему задействования электроинициаторов зарядов, включающую источник питания, связанный электрическими цепями с электроинициаторами, переключатель, генератор импульсов, счетчик импульсов, кодопреобразователь, электронные ключи и управляющее устройство, согласно изобретению, генератор импульсов выполнен в виде программируемого формирователя импульсов, управляющее устройство в виде блока запуска, при этом программируемый формирователь импульсов, счетчик импульсов, кодопреобразователь и электронные ключи функционально соединены последовательно, а к блоку запуска подсоединены источник питания и переключатель, выходы блока запуска также подсоединены к блокам электронной схемы задействования электроинициаторов для подачи напряжения питания, к программируемому формирователю импульсов и к счетчику импульсов для установки их начального состояния, к программируемому формирователю импульсов для записи кода числа пусков электроинициаторов, при этом программируемый формирователь импульсов выполнен с регулируемой частотой следования импульсов и снабжен вторым переключателем для установки числа импульсов в пачке, а кодопреобразователь связан N электрическими цепями, где N число электроинициаторов, с электронными ключами, которые выполнены с N+1 электрической цепью на выходе для подсоединения к контактам электроинициируемых зарядов.

Кроме того, кодопреобразователь может быть выполнен в виде блока кодопреобразователей, а к блоку запуска дополнительно подсоединен блок выбора кодопреобразователя, выходы которого подсоединены к блоку кодопреобразователей p электрическими цепями для их переключения, где р число кодопреобразователей.

Дополнительно между выходами электронных ключей и контактами электроинициаторов подключен блок защиты электронных ключей.

Кроме того, кодопреобразователь может быть выполнен в виде дешифратора двоичного кода номера такта импульса в код "1 из N".

В другом варианте кодопреобразователь может быть выполнен на программируемом или репрограммируемом постоянно запоминающем устройстве для преобразования двоичного кода номера такта импульса в любой из 2^N кодов.

Блок кодопреобразователей может быть выполнен в виде дешифратора и программируемого или репрограммируемого постоянно запоминающего устройства.

Может быть дополнительно введена схема анализа для определения состояния электроинициируемых зарядов подключенная посредством электрических цепей к блоку запуска и электроинициаторам зарядов, выход которой подсоединен к счетчику импульсов.

Кроме того, подсоединение электронных ключей к контактам электроинициаторов может быть выполнено разъемным, а контакты электроинициаторов дополнительно снабжены установочным контактом, нормально разомкнутым и выполненным с возможностью его замыкания при установке электроинициируемых зарядов в разъем, причем установочный контакт подсоединен электрическими цепями между источником питания и блоком запуска.

В варианте может быть введен многопозиционный переключатель, подсоединенный к переключателю, при этом, первый выходной контакт многопозиционного переключателя подключен к блоку запуска, а переключатель выполнен кнопочным.

В этом варианте может быть введен кодопреобразователь залпового огня, состоящий из N ветвей в виде последовательно соединенных диодов и дополнительных переключателей, соединенных с одной стороны друг с другом и подключенных ко второму выходному контакту многопозиционного переключателя, а N выходов кодопреобразователя залпового огня подсоединены соответственно к контактам электроинициаторов.

Кроме того, в варианте могут быть введены второй многопозиционный переключатель на К положений и К многопозиционных переключателей на N/К положений, связанных между собой, замыкание контактов второго многопозиционного переключателя механически связано с нажатием кнопки переключателя, третий выходной контакт многопозиционного переключателя подсоединен ко входу второго многопозиционного переключателя, выходы которого соединены с входами К многопозиционных переключателей, N выходов которых соединены с контактами электроинициаторов.

Поскольку в предложенном техническом решении применен принцип управления частотой следования импульсов, выбора их числа в пачке и распределения импульсов по цепям для запуска электроинициаторов зарядов удается решить поставленную задачу с достижением указанного технического результата.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения станут понятными во время последующего рассмотрения приведенных ниже вариантов осуществления изобретения с примером конкретного исполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. изображена функциональная схема устройства для управления режимами стрельбы электроинициируемых зарядов; на фиг.2 то же, с дополнительными функциональными блоками и связями между ними; на фиг.3 - принципиальная электрическая схема примера конкретного осуществления изобретения; на фиг.4 таблица истинности кодопреобразователя на программируемом постоянно запоминающем устройстве; на фиг.5 схема анализа для определения состояния электроинициаторов зарядов; на фиг.6 рисунок, поясняющий метод компенсации составляющих импульсов отдачи при стрельбе с использованием изобретения.

Устройство для управления режимами стрельбы электроинициируемых зарядов (фиг. 1) содержит источник питания 1, связанный электрическими цепями с электроинициаторами 2, переключатель 3, программируемый формирователь импульсов 4, счетчик импульсов 5, кодопреобразователь 6, электронные ключи 7 и блок запуска 8. Блоки 4,5,6,7 функционально соединены последовательно. К блоку запуска 8 подсоединены источник питания 1 и переключатель 3. Выходы блока запуска 8 подсоединены к блокам 4,5,6,7 электронной схемы задействования электроинициаторов 2 для подачи напряжения питания, к программируемому формирователю импульсов 4 и счетчику импульсов 5 для установки их начального состояния, к программируемому формирователю импульсов 4 для записи кода числа пусков электроинициаторов 2.

Программируемый формирователь импульсов 4 выполнен с регулируемой частотой следования импульсов f_T и снабжен вторым переключателем 9 для установки числа импульсов в пачке.

Кодопреобразователь 6 связан N электрическими цепями, где N число электроинициаторов 2, с электронными ключами 7, которые выполнены с N+1 электрической цепью на выходе для подсоединения к контактам электроинициаторов 2 зарядов 10 (фиг.1).

Устройство также может также содержать (фиг.2) кодопреобразователь 6, который выполнен в виде блока кодопреобразователей 6, а к блоку запуска 8 дополнительно подсоединен блок выбора 11 кодопреобразователя 6, выходы которого подсоединены к блоку кодопреобразователей 6 р электрическими цепями для их переключения, где р число кодопреобразователей 6.

Между выходами электронных ключей 7 и контактами электроинициаторов 2 может быть подключен блок защиты 12 электронных ключей 7.

Кодопреобразователь 6 может быть выполнен в виде дешифратора двоичного кода номера такта импульса в код "1 из N", а также может быть выполнен на программируемом или репрограммируемом постоянно запоминающем устройстве для преобразования двоичного кода номера такта импульса в любой из 2^N кодов, а блок кодопреобразователей 6 может быть выполнен в виде дешифратора и программируемого или репрограммируемого постоянно запоминающего устройства.

В блок запуска 8 (фиг.2) может быть введена схема анализа 13 для определения состояния электроинициаторов 2 зарядов 10, подключенная посредством электрических цепей к блоку запуска 8 и электроинициаторам 2 зарядов 10, выход которой подсоединен к счетчику импульсов 5.

Подсоединение электронных ключей 7 к контактам электроинициаторов 2 выполнено разъемным (фиг. 2), а контакты электроинициаторов 2 дополнительно снабжены установочным контактом 14, нормально разомкнутым и выполненным с возможностью его замыкания при установке электроинициируемых зарядов 10 в разъем 15, причем установочный контакт 14 подсоединен электрическими цепями между источником питания 1 и блоком запуска 8.

В электронную схему задействования электроинициаторов 2 зарядов 10 может быть дополнительно введен многопозиционный переключатель 16 подключенный к блоку запуска 8, а переключатель 3 выполнен кнопочным (фиг.2).

Дополнительно может быть введен кодопреобразователь 17 залпового огня (фиг. 2), вход которого подсоединен ко второму выходному контакту многопозиционного переключателя 16, а N выходов кодопреобразователя 17 залпового огня, подсоединены соответственно к контактам электроинициаторов 2.

Дополнительно могут быть введены (фиг.2) второй многопозиционный переключатель 18 на К положений и К иногопозиционных переключателей 19 на N/К положений, связанных между собой, замыкание контактов второго многопозиционного переключателя 18 механически связано с нажатием кнопки переключателя 3, третий выходной контакт многопозиционного переключателя 16 подсоединен ко входу второго многопозиционного переключателя 18, выходы которого соединены с входами К многопозиционных переключателей 19, N выходов которых соединены с контактами электроинициаторов 2.

Устройство для управления режимами стрельбы электроинициируемых зарядов 10 работает следующим образом (фиг.1,2).

При подключении источника питания 1 к блоку запуска 8 блок запуска подает питание на блоки 4,5,6,7, (11)(на фиг.2 многопозиционный переключатель 16 в положении 1 первый режим ведения огня) и формирует синхронизированные во времени импульсы установки программируемого формирователя импульсов 4 и счетчика импульсов 5 в исходное нулевое состояние .

При замыкании контактов переключателя 3 из блока запуска 8 в программируемый формирователь импульсов 4 поступает сигнал записи кодовой комбинации числа формируемых тактовых импульсов n_т. При этом, предварительно, с помощью второго переключателя 9, набрана кодовая комбинация, определяющая число импульсов n_т в пачке, которые будут сформированы на выходе программируемого формирователя импульсов 4, а частота следования тактовых импульсов f_т выбрана с помощью соответствующего регулятора (переменного резистора).

Число тактовых импульсов n_т в сформированной посылке соответствует числу запусков электроинициируемых зарядов 10 (выстрелов) в очереди для поодиночных пусков, при комбинационных пусках числу комбинационных запусков в очереди.

Например, переключатель 9 может иметь ряд позиций "1", "2","m", "∞", которые позволяют реализовать следующие режимы ведения огня: "1" огонь одиночными выстрелами (одиночный запуск электроинициаторов 2), или одиночный частичнозалповый выстрел (запуск нескольких электроинициаторов 2), или залповый выстрел (запуск нескольких электроинициаторов 2), или залповый выстрел (одновременный запуск N электроинициаторов 2); "2" очередь из двух выстрелов (автоматический запуск двух электроинициаторов 2, разделенный ременным интервалом Δt = 1/f_т, или очередь из двух частично-залповых выстрелов (два последовательных во времени пуска комбинаций электроинициаторов 2), и т.д. "∞" очередь выстрелов (запусков электроинициаторов 2з) в которой число пусков определяется продолжительностью включения переключателя 3, где m≅N.

Поскольку программируемый формирователь импульсов 4 выполнен регулируемым по частоте следования импульсов, то в широких пределах изменяется скорострельность.

С выхода программируемого формирователя импульсов 4 тактовые импульсы n_т поступает на счетчик импульсов 5, который кодирует номера тактовых импульсов в двоичный код, выполняя при этом функции шифратора.

С выхода счетчика 5 двоичные кодовые комбинации поступают на кодопреобразователь 6, который управляет электронными ключами 7 в соответствии со своей таблицей истинности, при этом происходит запуск тех или иных электроинициаторов 2 зарядов 10.

При выключении переключателя 3 программируемый формирователь импульсов 4 автоматически устанавливается в исходное нулевое состояние, таким образом, что при повторном включении переключателя 3 возможен очередной цикл запуска электроинициаторов 2 в прежнем режиме ведения огня ("1", "2","m", "∞") или вновь установленном (с помощью второго переключателя 9 и регулятора f_т) режиме.

При реализации кодопреобразователя 6 в виде дешифратора двоичного кода номера такта импульса в код "1 из N" предложенное устройство может осуществлять поодиночный запуск электроинициаторов 2 (одиночные выстрелы), поодиночный автоматический запуск электроинициаторов 2 (с предварительно выбранным числом выстрелов в очереди) или поодиночный автоматический запуск электроинициаторов 2 в течениe времени определяемом включении переключателя 3, выбранной скорострельностью (f_т) и емкостью (N) электроинициируемых зарядов 10.

Если в качестве кодопреобразователя 6 (фиг.1) использовать блок кодопреобразователей 6 (фиг. 2), который выполнен, например, на программируемом или репрограммируемом постоянно запоминающем устройстве, то возможна реализация любых из 2^N возможных вариантов запуска N электроинициаторов 2 зарядов 10 и оперативное изменение режимов ведения огня с помощью блока выбора 11 кодопреобразователей 6, причем, как будет показано ниже, при использовании определенно запрограммированных постоянно запоминающих устройств может быть реализована высокая скорострельность при высокой кучности огня или наоборот низкая кучность стрельбы в режиме веерного или пространственно-статистического поражения целей.

Блок защиты 12 электронных ключей 7 (фиг.2) предназначен для исключения выхода электронных ключей 7 из строя при резких изменениях параметров электрических цепей (например, при коротком замыкании в цепях электроинициаторов 2) и обеспечивает надежный запуск электроинициаторов 2 зарядов 10 в описанном выше режимов электронного управления запуском электроинициаторов 2 зарядов 10. Блок 12 выполняется по типовым схемам.

В устройстве может быть также применена схема анализа 13 (фиг.2) для определения состояния электроинициаторов 2 зарядов 10.

Схема анализа 13 предназначена для анализа числа израсходованных зарядов 10, для чего на электроинициаторы 2 зарядов 10 подается тестирующее напряжение. Схема анализа 13 сравнивает полученный таким образом код состояния электроинициаторов 2 (например, если заряд 10 израсходован, то нить электроинициатора 2 разомкнута, и это состояние принимается за 1, а противоположное за 0) с опорным кодом.

В соответствии с полученным в схеме анализа 13 кодом формируется необходимое число импульсов, которые подаются на счетчик импульсов 5.

С помощью этих импульсов счетчик импульсов 5 устанавливается в предвыстрельное состояние, которое соответствует числу и комбинации неизрасходованных зарядов 10.

Для автоматической установки в начальное состояние блоков 4 и 5, а также для невозможности работы электронной схемы задействования электроинициаторов 2 при неустановленных зарядах 10 контакты электроинициаторов 2 могут быть дополнительно снабжены установочным контактом 14, который отсоединяет блок запуска 8 от источника питания 1 при неустановленных или неаккуратно установленных зарядах 10 в разъем 15.

Переключатель 3 может быть выполнен кнопочным и подсоединен к многопозиционному переключателю 16, первый выходной контакт которого подключен к блоку запуска 8.

Второй выходной контакт многопозиционного переключателя 16 (фиг.2) может быть подсоединен к кодопреобразователю 17 залпового огня, выходы которого подсоединены соответственно к контактам электроинициаторов 2 для реализации второго режима работы электронной схемы.

Кодопреобразователь 17 залпового огня может быть использован в случае выхода из строя электронной схемы задействоваания электроинициаторов 2 зарядов 10.

Блок 17 может быть выполнен в виде N параллельных ветвей, каждая из которых состоит из дополнительного переключателя и развязывающего диода.

При замыкании дополнительных переключателей в параллельных ветвях кодопреобразователя 17 можно вручную сформировать различные коды запуска N электроинициаторов 2 зарядов 10.

При включении дополнительных переключателей по одному, возможно проведение по-очередного одиночного запуска электроинициаторов 2.

В третьем режиме работы многопозиционный переключатель 16 и переводят в III положение. Этот режим также может быть использован в случае выхода из строя основной электронной схемы задействования электроинициаторов 2 зарядов 10 (фиг. 2) для чего вводится второй многопозиционный переключатель 18 на К положений и К многопозиционных переключателей 19 на N/К положений, связанных между собой, N/К целое число.

Второй многопозиционный переключатель 18 может быть выполнен в виде кнопочного переключателя последовательного типа включения контактов. По мере переключения второго многопозиционного переключателя 18 происходит запуск К электроинициаторов 2 зарядов 10. Синхронно переключая К мрногопозиционных переключателей 19 осуществляют последовательный запуск по К электроинициаторам 2 и так N/К раз.

Более подробно рассмотрим работу устройства для управления режимами стрельбы электроинициируемых зарядов 10 на примере осуществления изобретения фиг.3.

Устройство на фиг. 3 содержит управляемый мультивибратор DD3.2, DD3.3, DD4.1, счетчик DD2, элементы совпадения DD3.1, DD6.1, узел блокировки DD1, DD4.2, DD4.4.4, DD5.1, DD5.2, VD8, VD9, VD10, счетчик DD7, блок кодопреобразователей DD8, DD9, DD10, электронные ключи VT¹-VT⁸, блок защиты электронных ключей VT2¹-VT2⁸, VT3¹-VT3⁸, VS1¹-VS1⁸, блок записи кодовой комбинации формируемых импульсов VD1-VD6, S19, DD4.3, блок выбора кодопреобразователей S6, установочный выключатель SB7, выключатель предохранитель S8, переключатель электронного и электрического режима ведения огня S3, блок электрического формирования залпового огня S11-S18, кнопка - спусковой крючок SB2.1, SB2.2, блок индикации HL1, S10, многопозиционные переключатели S9, SB2.2. В качестве электроинициируемых зарядов 10 в устройстве применен многозарядный патрон.

Устройство, принципиальная схема которого показана на фиг.3 позволяет осуществлять пуски электроинициируемых зарядов 10 восьмизарядного патрона в следующих режимах.

1. Электронный запуск: а) одиночными выстрелами при последовательном нажатии на кнопку - спусковой крючок SB2, б) очередью с выбранной скорострельностью и продолжительностью определяемой временем нажатия на кнопку SB2, в) очередями из 2-х или 3-х пусков с регулируемой паузой посредством кнопки спускового крючка SB2 и выбранной скорострельностью, г) очередями из 2-х или 3-х пусков с заранее установленной паузой между пусками и регулируемой скорострельностью, д) залпом или иным комбинационными запуском, как одиночными выстрелами, так и очередью.

2. Электрический запуск:
а) залпом или иным из 2^N возможных вариантов запусков N зарядов 10,
б) очередью из двух выстрелов со скорострельностью, определяемой скоростью нажатия оператором на кнопку спусковой крючок SB2.

Принцип работы.

В момент включения питания через замкнутые контакты SB7 и SAI подается питающее напряжение на DD1, DD2, DD3, DD4, DD5, DD6, DD7, при этом возникающие на резисторах R5 и R9, при зарядке конденсаторов С3 и С6 положительные импульсы устанавливают счетчики DD2 и DD7 в нулевое состояние. Одновременно на выходе элемента совпадения DD3.1 появляется высокий логический уровень, запрещающий включение мультивибратора и разрешающий параллельную запись сигналов двоичного кода в счетчик DD2 (по входам S1, S2, S4, S8, находящихся в нулевом состоянии (0000)) через элементы микросхемы DD1, узла блокировки. При этом на выходе элемента DD4.4 логический 0, на выходе DD5.1 логический 0, на выходе DD6.1 логическая 1, на выходе DD3.4 логический 0, на выходе DD4.3 логическая 1.

При нажатии на кнопку спусковой крючок SB2.1 на выходе элемента DD4.3 устанавливается логический 0 и в соответствии с положением переключателя S19 числа импульсов в пачке "1", "2" или "3" счетчик DD2, устанавливается в соответствующее состояние, причем число импульсов в пачке n_т определяется введенным в счетчик (с помощью шифратора в двоичном коде) числом дополняющим его до 10. На выходе элемента DD3.1 появляется низкий уровень, создающий условия для запуска мультивибратора, а на выходе инвертора DD4.2 - высокий уровень, который быстро заряжает конденсатор С5 через диод VD8 и запрещает запись сигналов через микросхему DD1.

Мультивибратор генерирует тактовые импульсы с частотой повторения f_т, определяемой цепью С4, R6 и они поступают на вход элемента совпадения DD6.1 и вход счетчика DD2 и переключают его.

Так как вход A2/10 соединен с общим проводом, счетчик работает как декада, в которой после состояния 9 (1001) первый и четвертый триггеры (и, следовательно весь счетчик) устанавливается в нулевое состояние. При этом на выходе элемента DD3.1 вновь возникает высокий логический уровень, мультивибратор выключается и конденсатор С5 разряжается через резисторы R7 и R8 и элемент DD4.2. Через некоторое время, определяемое цепью (R7 + R8) C5, напряжение на выходах элементов микросхемы DD1 понижается до уровня 0 и становится возможной следующая запись сигналов двоичного кода в счетчик. Иначе говоря, эта цепь создает паузы между сериями импульсов.

При нажатии на кнопку SB2.1 высокий уровень, поступающий с кнопки через выключатель S3 ("1") на элемент DD6.1 через R10 (S8 в положении как показано на схеме), разрешает прохождение импульсов на счетный вход счетчика DD7, который шифрует условные номера тактовых импульсов в двоичный четырехразрядный код, который с выхода счетчика DD7 поступает на входы ППЗУ DD8, DD9 и дешифратор DD10. Входы и выходы этих микросхем объединены по схеме "монтажное ИЛИ". С выходов одной из микросхемы DD8, DD9, DD10, преобразованные в соответствии с таблицей истинности выбранного (с помощью S6) кодопреобразователя, сигналы поступают на электронные ключи и далее через схему защиты ключей и контакты электроразъема XSI на многозарядный патрон (МЗП) осуществляя запуск электроинициаторов (R¹_э-R⁸_э) его зарядов.

При нажатии кнопки SB2.1 и удержании ее в нажатом положении формируется режим стрельбы очередью с заданным числом импульсов в пачке следования и регулируемой паузой между импульсами. Регулировка паузы осуществляется с помощью R7. Например, пауза может регулироваться в пределах 0,2-10 с.

При отжатии кнопки SB2.1 элемент DD6.1 запрещает прохождение импульсов на вход счетчика DD7 независимо от внутреннего состояния счетчика DD2 в этот момент. При этом, мультивибратор, в общем случае, продолжает работать до заполнения счетчика и перехода в нулевое состояние, но при этом не происходит несанкционированного запуска электроинициатора зарядов.

Наряду с определенными удобствами в описанном выше режиме стрельбы имеется недостаток.

Манипулирование двумя органами управления R7 и кнопкой SB2.1 в ряде практических ситуаций и представляется неудобным.

Для ускорения разряда конденсатора С5 предназначен элемент DD4.4, выключатель SB4 и диод VD9.

Если контакт SB4 замкнут, то а выходе элемента DD4.4, при отжатии кнопки SB2.1, возникает логический 0 и конденсатор С5 быстро разряжается через диод VD9, и элемент DD4.4, при этом практически сразу возможна повторная запись кодовой комбинации в счетчик DD2, при очередном включении SB2.1.

Диод VD9 служит для развития элементов DD4.2, DD4.4 и DD5.1. На элементе DD5.1, DD5.2 выполнен триггер с помощью которого и элементов R11, C7, VD7 и SB5 можно осуществлять режим стрельбы с паузами между сериями, продолжительность которых определяется продолжительностью нажатия на кнопку SB2.1.

Для осуществления повторной серии пусков достаточно кратковременно отжать кнопку SB2.1 и вновь нажать. Цепь R11, С7 определяет кратковременную задержку необходимую достоверной записи кодовой комбинации в счетчик DD2 (R11, C7 для борьбы с эффектом состояний). Диод VD7 служит для развязки элементов DD4.2, DD5.1.

При соответствующем увеличении контактов выключателя S19 и шифрующих счетчик DD2, диодов можно записывать в счетчик DD2 двоичные коды для 4,5,6 и т.д. импульсов в пачке следования.

При переключении выключателя S19 в положение "∞" происходит запуск электроинициаторов зарядов с выбранной скорострельностью в течение времени, определяемом нажатием кнопки SB2, т.к. в этом режиме вне зависимости от состояния счетчика DD2 мультивибратор генерирует импульсы, пока нажата кнопка SB2.

При установке переключателя S19 в положение "1", SB5 разомкнут и SB4 разомкнут, реализуется режим стрельбы очередью с пониженной, регулируемой с помощью R7, скорострельностью, необходимость в котором, как будет показано ниже, вызвана принципом кодопреобразования дешифратора DD10 и временными характеристиками срабатывания электроинициаторов.

Частота генерируемых тактовых импульсов на выходе мультивибратора в этом режиме практически определяется постоянной времени цепи (R7 + R8) C5.

Выключатель S8 выполняет функции предохранителя, служит для предотвращения запуска электроинициаторов зарядов по цепям питания и сохранения состояния счетчика DD7 вне зависимости от положения кнопки SB2.1.

Переключатель S6 обеспечивает выбор ППЗУ на микросхемах DD8, DD9 или дешифратора на DD10, при этом питание на выбранную микросхему подается лишь при нажатии на кнопку SB2.1, обеспечивая экономичный режим потребления электроэнергии электронной схемой.

Дешифратор на микросхеме DD10 преобразует входной 4-х разрядный двоичный код номера тактового импульса в код "1 из 8" для запуска в каждом такте одного из электроинициаторов.

Предельная частота тактовых импульсов (скорострельность) при использовании в качестве кодопреобразователя дешифратора на DD10 должна удовлетворять условию f_т/1/T, где Т время нагрева нити электроинициатора до температуры воспламенения, при T≃ 100 mc, f_т< 10 Гц.
Существенно более высокую скорострельность дает кодопреобразователь на основе ППЗУ (РПЗУ) запрограммированный, например, в соответствии с таблицей истинности, показанной на фиг.4.

При реализации DD1 DD6 на микросхема серии 176, 561, 564, 164 или других КМОП серий предельная частота мультивибратора может достигать 10 МГц. Следовательно, при подаче импульсов с частотой в 10 МГц на электроинициаторы, по истечении времени Т, с задержкой в 0,1 мкс, будут запущены соответствующие электроинициаторы, при этом скорострельность составит 600000000 выстрелов в минуту (для сравнения у автомата Калашникова скорострельность составляет 600 выстр./мин.).

Одна из микросхем (DD8) подключается к схеме с помощью разъема XS2 в виде панельки и может быть заменена на микросхему запрограммированную в соответствии с иной таблицей истинности или перепрограммирована в случае использования РПЗУ.

Использование ППЗУ в качестве кодопреобразователя позволяет электронными средствами решить задачу увеличения кучности стрельбы при высокой скорострельности и регулировать характеристики импульсов при стрельбе.

Известно, что одним из недостатков автоматического стрелкового оружия является значительный разброс пуль в следствии вибрации ствола в плоскости, перпендикулярной оси ствола.

Например, у автомата Калашникова при стрельбе очередями возникают составляющие импульса отдачи подбрасывающие ствол вверх и вправо, при этом резко, на значительный угол, изменяется напряжение ствола и, как следствие, последующие за первой пули ложатся мимо цели.

В качестве средства борьбы с этим эффектом применяют компенсатор, определенной формы, находящийся на конце ствола.

Использование подобных компенсаторов позволяет лишь незначительно увеличить кучность стрельбы.

Кучность стрельбы также зависит от силы рук оператора и в традиционных автоматах не может быть оперативно изменена в зависимости от данного фактора.

При использовании электронного управления запуском электроинициируемых зарядов возможны принципиально иные методы компенсации составляющих импульсов отдачи.

Для отражения сути метода компенсации составляющих импульса отдачи воспользуемся упрощенной механической моделью (фиг.6).

Оружие 20 содержащее электроинициируемые заряды 10 со стволами 21 имеет возможность вращения относительно оси проходящей через точку В перпендикулярно плоскости рисунка. При этом действие силы тяжести и упругие свойства руки держащей оружие 20 не учитываются, а стволы 21 выполнены гладкоствольными.

Пусть число зарядов 10 равняется 10.

При запуске первого заряда 10 по закону сохранения импульса возникает импульс отдачи , который имеет составляющие направленный по радиусу к точке В и компенсирующий жестко закрепленной осью и направленный по касательной, который в свою очередь можно разложить на составляющую импульса отдачи в направлении, перпендикулярном к оси ствола и - составляющую импульса отдачи параллельную оси ствола 21.

Аналогичные разложения импульсов отдачи можно провести и для остальных стволов 21 . Причем, импульсы подбрасывающие стволы вверх с ростом номера ствола (заряда) уменьшаются, а импульсы , перемещающие стволы вниз с ростом номера ствола увеличиваются, и
Таким образом, в рамках данной математической модели, скомпенсировать полностью отдачу можно путем одновременного запуска зарядов с номерами 1 и 10, 2 и 9 и т.д.

При использовании более сложных математических моделей управление отдачей при стрельбе (например, при решении задачи увеличения кучности) может быть достигнуто не только за счет запуска определенных номеров зарядов (оптимальных кодов запусков) в каждом такте, которые определяют таблицу истинности соответствующего кодопреобразователя 6, но и выбором определенной (оптимальной) тактовой частоты и временных задержек между импульсами.

Получить оптимальные таблицы истинности и тактовые частоты с временными задержками можно методом математического моделирования с последующей проверкой и корректировкой разрабатываемых электронно-управляемых огнестрельных устройств на испытательных стендах. При использовании данного принципа и предлагаемого устройства возможна реализация режимов стрельбы веерного или пространственно-статического поражения целей.

Электронные ключи 7 и блок 12 защиты электронных ключей 7 выполнены по типовым схемам.

Остаточный ток, протекающий через электронные ключи 7 и блок 12 защиты в случае короткого замыкания цепей электроинициаторов I_ост U_п/R13 (порядка нескольких mA) быстродействие блока защиты порядка 3 мкс.

При переключении переключателя S3 в положение "II" или "III" можно осуществить электрическое управление запуском электроинициаторов с помощью переключателей S11-S18, SB2.2, S9.1, S9.2.

Эти режимы используются в случае выхода из строя электронной схемы запуска электроинициаторов.

В положении "II", переключателя S3, можно вручную сформировать различные коды запуска 8 электроинициаторов, с помощью переключателей S11 S18 и с помощью кнопкой SB2.1 осуществить в нужный момент запуск электроинициаторов зарядов.

В положении "III", переключателя S3, можно осуществлять запуск двух зарядов для одного из состояний переключателя S9, при этом скорость запуска определяется скоростью нажатия оператором на кнопку SB2, которая выполнена в виде спускового крючка таким образом, что при его нажатии сначала включается кнопка SB2.1, а затем происходит последовательное, по мере нажатия, переключение контактов переключателя SB2.2.

В общем случае возможно и иное сочетание числа запускаемых электроинициаторов зарядов (выходов переключателя SB2.2) и числа позиций переключателя S9, а также переключаемых групп контактов.

Например, SB2.2 может иметь 4 выходных контакта, а переключатель S9 может составлять из 4-х последовательных переключателей S9.1, S9.2, S93. S9.4, выходы которых подключены к выходам переключателя SB2.2, а выходы к электроинициаторам, так что при нажатии на кнопку SB2 можно дважды осуществить запуски четырех электроинициируемых зарядов.

Схема индикации устройства, показанная на фиг.3, состоит из светодиода HL1, резистора R6 и выключателя S10.

Она позволяет проконтролировать по яркости свечения светодиода напряжение питания, а также проанализировать состояние электроинициируемых зарядов - определить число израсходованных зарядов и номера израсходованных и неизрасходованных зарядов.

Потребность в анализе состояния зарядов может возникнуть при подключении, например, электроинициируемых зарядов выполненных в виде многозарядного патрона с частично израсходованными зарядами к электроразъему XSI или при повторном включении выключателя питания SAI. В указанных ситуациях происходит первоначальная установка счетчиков в нулевое состояние и в ряде режимов стрельбы не возможно достоверное ведение огня без предварительной установки счетчика DD7 (или переключателей S9) в состояние соответствующее неиспользованным зарядам. Например, если многозарядный патрон содержит три израсходованных заряда и 5 неизрасходованных, то при ведении огня одиночными выстрелами (S19 в положении "1") первые три нажатия кнопки SB2 не приведут к запуску зарядов, получатся своеобразные "осечки", и лишь при четвертом нажатии на кнопку SB2 произойдет запуск заряда под номером 4. Из приведенного примера следует, что для достоверного ведения огня необходимо установить счетчик DD7 в предвыстрельное состояние, записав тем или иным образом три импульса.

Схема, представленная на фиг.3 не содержит электронной схемы анализa 13 состояния зарядов и автоматической установки счетчика DD7 в предвыстрельное состояние, но с помощью блока индикации и выключателей SB2.2 и S9 можно определить число израсходованных зарядов и записать в счетчик соответствующее число импульсов. Определить число израсходованных зарядов можно по следующему алгоритму. Перевести выключатель SAI в положение "выкл." S10 в положение "вкл". Переключатель S8 и S9.1-S9.2 в положение, как показано на схеме фиг. 3. Нажать на кнопку SB2, при этом цепь питания светодиода HL1 будет подключаться к соответствующим номерам (сначала к 1-му, затем ко 2-му) электроинициаторам. Если заряд был ранее запущен, то нить накала разорвана и свечение HLI отсутствует, если электроинициатор цел, то блок индикации подключается к источнику питания через нить накала электроинициатора, при этом HLI светится. Резистор R6 служит для уменьшения тока, протекающего через HLI и электроинициаторы для исключения запуска электроинициаторов и выхода из строя HLI. Для четкого контроля номера подключаемого контакта переключатель SB2.2 должен иметь промежуточную фиксацию. Если при нажатии на SB2 свечение отсутствует, надо переключить S9 в следующую позицию (соответствующую 3-му и 4-му электроинициаторам) и таким образом определить число израсходованных зарядов.

В описанном выше примере частично израсходованного многозарядного патрона (8 зарядного) свечение HLI возникает при второй позиции переключателя SВ2.2, что соответствует четвертому номеру неизрасходованного электроинициатора.

Проделав затем операцию записи в счетчик DD7, например, способом описанным выше, можно осуществлять достоверное ведение огня в любых режимах, или переключив выключатель S8 в режим "предохранитель" сохранить предвыстрельное состояние счетчика DD7 и предотвратить запуск зарядов от случайного нажатия на кнопку спусковой крючок SB2.

При реализации DD1-DD на микросхемах КМОП серии, в статическом режиме, соответствующем хранению информации в счетчике DD7, потребляемый всем устройством ток составляет десятки мкА, что позволяет сохранять информацию в течение длительного времени (недели или месяцы, в зависимости от емкости источника напряжения), а в динамическом режиме (режим стрельбы) потребление электроэнергии носит импульсный, кратковременный характер, что позволяет использовать малогабаритные автономные источники питания.

В схеме (фиг. 3) элементы С3, R5 и C6, R9 относится к блоку запуска 8 (функционально представленных на фиг. 1,2), для первоначальной установки программируемого формирователя импульсов 4, который выполнен на DD1-DD5, и счетчика импульсов 5 (DD7), блок выбора кодопреобразователей 11 реализован в виде выключателя S6, блок кодопреобразователей 6 на DD8, DD9, DD10, электронные ключи 7 на VT¹₁-VT⁸₁ , блок защиты электронных ключей 12 на VT¹₂-VT⁸₂, VT¹₃-VT⁸₃, VS¹₁-VS⁸₁, электроразъем 15 XSI, источник питания I E_п1, E_п2 (резервный) переключатель 9 S19, переключатель 16 S3, переключатель 18 - SB2.2, переключатель 19 S9.1, S9.2, регулировка f_т R6, R7.

Устройство, представленное на фиг.3, может быть дополнено схемой анализа 13 (фиг. 5), которая автоматически устанавливает счетчик DD7 в предвыстрельное состояние при подключении зарядов 10 к разъему 15 (XSI) или при включении выключателя SAI.

Принцип работы схемы анализа 13, представленной на фиг.5 следующий.

При подключении зарядов, например, конструктивно выполненных в виде многозарядного патрона (или сменной кассеты), или при включении выключателя SAI с блока запуска 8 (после установки обнуления счетчиков DD2 и DD7) формируется сигнал запуска схемы анализа 13, который обеспечивает подачу питания через развязывающие токоограничительные резисторы R¹_т-R^N_т на электроинициаторы 2 зарядов 10 и блоки схемы анализа 13, при этом с задержкой относительно сигнала запуска происходит обнуление счетчика импульсов 22 и включение генератора импульсов 23, которое осуществляется с помощью схемы задержки 24. В качестве генератора импульсов 23, для работы схемы анализа 13 может быть использован как отдельный генератор, входящий в состав схемы анализа 13, так и генератор, входящий в состав блока формирователя импульсов 4 основной схемы, с соответствующими схемами коммутации генератора.

Импульсы от генератора 23 поступают на счетчик импульсов 22, преобразующий номера тактовых импульсов в двоичный код, а также на формирователь импульсов 25, с выхода счетчика 22 двоичные кодовые комбинации поступают на электронный коммутатор 26, выполненный, например, на мультиплексоре при этом происходит последовательное переключение N входов мультиплексора, которые электрически связаны с электроинициаторами 2, на выход мультиплексора. При этом на выходе мультиплексора формируется логическая 1 для ранее запущенного электроинициатора и логический 0 далее неизрасходованного электроинициатора 2 (если заряд не израсходован, то нить электроинициатора 2 замкнута, поэтому падение напряжения на ней U_нити R_э/(R_тест + R_э) · U_пит cтремится к нулю, т. к. R_тест выбрано много больше R_э, где R_э сопротивление нити электроинициатора 2, R_тест сопротивление токоограничительного резистора).

Двоичный сигнал А с выхода электронного коммутатора поступает на схему сравнения 27 с опорным двоичным числом С, например, с 0. Если с электронного коммутатора поступает логическая 1, то на выходе A > 0, схемы сравнения 27, возникает логическая 1, разрешающая прохождение импульсов через формирователь импульсов 25 от генератора 23 на счетный вход DD7.

Если с электронного коммутатора поступает логический 0, то на выходе A > 0, схемы сравнения 27, возникает логический 0, запрещающий прохождение импульсов через формирователь импульсов 25 на счетный вход DD7, при этом на выходе А 0, возникает логическая 1, поступающая на блок запуска 8. При этом блок запуска 8 посредством сигнала запуска отключает схему анализа 13.

Схема анализа 13, представленная на фиг.5, позволяет устанавливать счетчик DD7 в предвыстрельное состояние для последовательного (по номерам электроинициаторов 2) типа запуска электроинициаторов 2, соответствующего кодопреобразователям 6, имеющим таблицы истинности, например, дешифратора DD10 или кодопреобразователя 6 на ППЗУ, запрограммированного в соответствии с таблицей фиг.4.

Возможны и другие более сложные схемы анализа 13, в которых в схеме сравнения 27 последовательно сравниваются N разрядные двоичные числа - двоичный код частично израсходованных зарядов 10 и N-разрядные двоичные коды
состояния кодопреобразователей 6, соответствующие двоичным кодовым числам - условным тактовым номерам.

В результате работы схема анализа 13 позволяет не только записывать необходимое число импульсов в счетчик DD7, установив его в предвыстрельное состояние, но и определить тип кодопреобразователя 6, с помощью которого осуществлялся запуск зарядов 10, и подключить именно его к счетчику DD7 (5) с помощью соответствующего, электронного варианта реализации блока выбора кодопреобразователя 11.

Предложенное техническое решение примерно для различных систем вооружений, содержащих группу электроинициаторов 2, конструктивно выполненных, например, в виде гильзовых электроинициируемых патронов, безгильзовых или многозарядных электроинициируемых патронов. В частности разработаны конструкции пистолета с многозарядным патроном, включающим заявленное устройство, а также многофункциональное устройство для переноски ценностей, выполненное в виде чемодана, причем большую часть объема указанных конструкций занимают конструктивные элементы непосредственно оружия (стволы, многозарядные патроны и т.д.). Эти разработки могут найти применение в специальных службах охраны (например, членов правительства, банкиров, бизнесменов) и для специальных армейских подразделений.

Формула изобретения

1. Устройство для управления режимами стрельбы электроинициируемых зарядов, содержащее электронную схему задействования электроинициаторов зарядов, включающую источник питания, связанный электрическими цепями с электроинициаторами, переключатель, генератор импульсов, счетчик импульсов, кодопреобразователь, электронные ключи и управляющее устройство, отличающееся тем, что генератор импульсов выполнен в виде программируемого формирователя импульсов, управляющее устройство в виде блока запуска, при этом программируемый формирователь импульсов, счетчик импульсов, кодопреобразователь и электронные ключи функционально соединены последовательно, а к блоку запуска подсоединены источник питания и переключатель, выходы блока запуска также подсоединены к блокам электронной схемы задействования электроинициаторов для подачи напряжения питания к программируемому формирователю импульсов и счетчику импульсов для установки их начального состояния, к программируемому формирователю импульсов для записи кода числа пусков электроинициаторов, при этом программируемый формирователь импульсов выполнен с регулируемой частотой следования импульсов и снабжен вторым переключателем для установки числа импульсов в пачке, а кодопреобразователь связан N электрическими цепями, где N число электроинициаторов, с электронными ключами, которые выполнены с N+1 электрической цепью на выходе для подсоединения к контактам электроинициаторов зарядов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кодопреобразователь выполнен в виде блока кодопреобразователей, а к блоку запуска дополнительно подсоединен блок выбора кодопреобразователя, выходы которого подсоединены к блоку кодопреобразователей Р электрическими цепями для их переключения, где Р число кодопреобразователей.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что между выходами электронных ключей и контактами электроинициаторов подключен блок защиты электронных ключей.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кодопреобразователь выполнен в виде дешифратора двоичного кода номера такта импульса в код "1 из N".

5. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что кодопреобразователь выполнен на программируемом или репрограммируемом постоянно запоминающем устройстве для преобразования двоичного кода номера такта импульса в любой из 2N кодов.

6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что блок кодопреобразователей выполнен в виде дешифратора и программируемого или репрограммируемого постоянно запоминающего устройства.

7. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что дополнительно введена схема анализа для определения состояния электроинициаторов зарядов, подключенная посредством электрических цепей к блоку запуска и электроинициаторам зарядов, выход которой подсоединен к счетчику импульсов.

8. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что подсоединение электронных ключей к контактам электроинициаторов выполнено разъемным, а контакты электроинициаторов дополнительно снабжены установочным контактом, нормально разомкнутым и выполненным с возможностью его замыкания при установке электроинициируемых зарядов в разъем, причем установочный контакт подсоединен электрическими цепями между источником питания и блоком запуска.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно введен многопозиционный переключатель, подключенный к переключателю, при этом первый выходной контакт многопозиционного переключателя подключен к блоку запуска, а переключатель выполнен кнопочным.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что дополнительно введен кодопреобразователь залпового огня, состоящий из N ветвей в виде последовательно соединенных диодов и дополнительных переключателей, соединенных с одной стороны друг с другом и подключенных ко второму выходному контакту многопозиционного переключателя, а N выходов кодопреобразователя залпового огня подсоединены соответственно к контактам электроинициаторов.

11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что дополнительно введены второй многопозиционный переключатель на К положений и К многопозиционных переключателей на N/К положений, связанных между собой, замыкание контактов второго многопозиционного переключателя механически связано с нажатием кнопки переключателя, третий выходной контакт многопозиционного переключателя подсоединен ко входу второго многопозиционного переключателя, выходы которого соединены с входами К многопозиционных переключателей, N выходов которых соединены с контактами электроинициаторов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6